Описание
Конструкция пневмоцилиндров (демоверсия)
1 Основныке типы покупных пневмоцилиндров
Основным и наиболее часто применяемым пневмодвигателем является пневмоцилиндр и этим объясняется большое разнообразие его конструктивных исполнений. Пневмоцилиндр типовой конструкции содержит корпус, состоящий из гильзы 1 передней крышки 2, задней крышки 3 и четырех стяжных шпилек 7, стянутых гайками 8, поршень 4 и шток 5, скрепленные гайкой 9 и шайбой 10 (поршень и шток могут быть выполнены за одно целое в пневмоцилиндрах малых типоразмеров), направляющую втулку 6, запрессованную в передней крышке 2, для базирования штока 5, комплект уплотнений 13 и 14 для подвижных соединений и 12 для неподвижных, а также грязесъемник 15 установленный в крышке 11, закрепленной на передней крышке 2 (см. Рис 2).
При проектировании ТО содержащих пневмопривод, для снижения затрат и повышения надежности и долговечности необходимо стремиться применять покупные пневмоцилиндры, большое количество типов и типоразмеров которых предлагают отечественные и зарубежные производители в том числе такие, как «FESTO, «CAMOZZI», «TECO Pneumatic». В качестве примера рассмотрим типы и конструктивные исполнения пневмоцилиндров выпускаемых фирмой «CAMOZZI», учитывая при этом, что другие производители, как правило, выпускают аналогичную продукцию, отличающуюся только общей конфигурацией и стоимостью.
Пневмоцилиндры отличаются по типу рабочих полостей, в которые подается сжатый воздух:
- пневмоцилиндр с поршневой и штоковой полостью (см. Рис 3а),
- пневмоцилндр с двумя штоковыми полостями (см. Рис 3б),
- пневмоцилиндр с пружинным возвратом штока (см. Рис 3в).
Второй отличительной особенностью пневмоцилиндров является способ их крепления, основные разновидности которых показаны на Рис 4:
- крепление на лапах (см. Рис 4а),
- крепление на переднем или заднем фланце (см. Рис 4б),
- шарнирное креплениемна передней крышке (см. Рис 4в),
- шарнирное крепление на задней крышке (см. Рис 4г),
- шарнирное крепление в середине корпуса (см. Рис 4д),
- крепление на резьбовой части передней крышки (см. Рис 4е).
Особую конструкцию имеют пнемоцилидры малых типоразмеров (миницилиндры), имеющие диаметр поршня от 6 – 32 мм (см. Рис 5). На Рис 5а показаны пневматические миницилиндры с пружинным возвратом, диаметр поршня которых составляет 6 – 16 мм. Они используются в качестве толкателей и индикаторов давления во вспомогательных механизмах и агрегатах, воспринимающих незначительны нагрузки, ведущее звено которых имеет малое перемещение. Миниатюрные пнемоцилиндры, также с пружинным возвратом, диаметр поршня которых составляет 8 – 32 мм, показанные на Рис 5б, могут применяются в качестве исполнительных механизмов поступательного действия развивающих небольшие усилие в автоматизированных контрольных стендах. Миницилиндры двухстороннего действия, со встроенными в корпус направляющими, диаметром 12 – 32 мм, показанные на Рис 5в, применяются в не силовых исполнительных механизмах, не допускаюших проворот штока во время его перемещения вперед или назад. На Рис 5г показаны миницилиндры с двусторонним штоком, диаметром 12 – 32мм, которые могут приводить в движение ненагруженные механизмы, ведущее звено которых крепится к корпусу пневмоцилиндра. На Рис 5д показаны длинноходовые миницилиндры диаметром 8 – 25 мм с величиной хода до 500 мм.
В отдельных случаях, когда при достаточно большом расстоянии между пневмошкафом и исполнительным пневмоцилндром необходимо обеспечить быстрое срабатывание последнего, воздухораспределитель и дроссели регулирующие скорость перемещения его штока устанавливаются прямо на пневмоцилиндре, как показано на Рис. 6а и б. На Рис. 6в показан пневмоцилиндр, корпус которого выполнен из алюминиевого профиля, внутри которого установлены стяжные шпильки, а на его боковых поверхностях выполнено по два продольных, Т – образных паза для установки магнитных датчиков положения, что позволяет сохранить габаритные размеры пневмоцилиндра. На Рис. 6г показан бесштоковый пневмоцилиндр, в котором на направляющих корпуса размещается подвижная каретка, перемещение которой равно ходу пневмоцилиндра. Пневмоцилиндры такой конструкции могут использоваться для подачи материала (полосы, проволоки) в рабочую зону технологического оборудования, при этом механизм зажима материала крепится к подвижной каретке пневмоцилиндра.
На Рис 7 показана конструкция короткоходового тандемного пневмоцилндра, которая позволяет создать компактный трехпозиционный цилиндр с увеличенным в два раза усилием на штоке. По аналогичному принципу, используя привалочные плоскости на передней или задней крышке пневмоцилиндра, может строиться многопозиционный пневмоцилиндр с числом положений три и более.
Рис. 7 Тандемный пневмоцилиндр
На Рис 8 показана конструкция силовых пневмоцилиндров оснащенных направляющими, которые не только исключают проворот штока, но и позволяет использовать их в качестве привода вертикального и горизонтального перемещения при наличии значительных внецентренных нагрузок действующих на шток. На базе таких пнемоцилиндров с направляющими можно создавать настольные пневматические пресса, обеспечивая при этом необходимые нормы точности. Однако не всегда использование покупных пневмоцилиндров позволяет решить задачу на проектирование оптимальным образом. Например, при проектировании механизированной и автоматизированной оснастки (зажимных приспособлений для механической обработки) размещение нескольких пневмоцилиндров в едином корпусе позволяет создать компактную и удобную конструкцию.
Рис. 8 Пневмоцилитндры оснащенные
направляющими
2 Пневмоцилиндры с торможением
В пневматических приводах работающих с большими скоростями и перемещающими значительные массы для обеспечения точной остановки выходного звена приводимого механизма возникает необходимость уменьшения инерционных нагрузок, что достигается путем снижения скорости перемещения штока пневмоцилндра в конце хода. При этом в конструкцию пневмоцилиндра дополнительно устанавливаются два дополнительных поршня 1 и 2 и два дросселя 3 и 4, а в крышках пневмоцилиндра выполнены дополнительные цилиндрические расточки (см. Рис 9а).
Снижение скорости в конце хода штока в таком пневмоцилиндре достигается за счет того, что дополнительные поршни 1 или 2 при подходе к крайнему положению, входя в ответные полости в крышке, перекрывают части объема воздуха, находящегося в опорожняемой полости пневмоцилиндра, свободный сброс в атмосферу и заставлют его вытекать через дроссель в соответствующей крышке. Это создает повышенное давление в этой полости пневмоцилиндра, в результате чего движение поршня замедляется. Интенсивность торможения регулируется настройкой дросселей 3 и 4 . Общий вид покупного пневмоцилиндра с торможением в конце хода показан на Рис 9б.
Однако, эффективность торможения штока пневмоцилиндра в конце хода , конструкция которого показана на Рис 9, далеко не всегда удовлетворяет требованиям конкретного привода, поэтому существует большое количество конструкций устройств, встраиваемых в пневмоцилиндр, которые позволяют повысить эффективность и плавность торможения, уменьшить габариты пневмоцилиндра, исключить влияние на процесс торможения изменения внешней нагрузки и т. д. Рассмотрим несколько оригинальный конструкций тормозных устройств встраиваемых в пневмоцилиндры, позволяющие решать вышеуказанные задачи.
На Рис 13 показан пневмоцилиндр с устройством для торможения поршня в конце хода, выполненным на основе золотника встроенного в поршень. Он содержит корпус 1 пневмоцилиндра, поршень 2 со штоком 3, на котором имеется выступ 4, а в поршне в свою очередь выполнено центральное отверстие 5, в которой установлен поджатый пружиной 11 к крышке 19, золотник 8, кроме того, штоковая полость 6 пневмоцилиндра посредствам радиальных отверстий 7 в выступе 4 штока и отверстия 20 в золотнике 8 имеет возможность соединяться с поршневой полостью 20.
Процесс торможения поршня в конце хода осуществляется следующим образом. После вхождения выступа 4 штока 3 в центральное отверстие 13 корпуса 1 пневмоцилиндра, давление воздуха в штоковой полости 6 начинает расти и движение поршня 2 замедляется. Эффективность торможения поршня 2 определяется настройкой дроссельной иглы 15, которая установлена между каналами, соединяющими полость 6 пневмоцилиндра с подводящим отверстием 14. Максимальное отрицательное ускорения возникает к концу хода поршня 2, когда давление в полости 6 в 3 – 4 раза превосходит давление в поршневой полости 12 пневмоцилиндра. В этот момент за счет силы инерции золотник 8 сжимает пружину 11 и сжатый воздух из полости 6 по каналам 7 и 9 поступает в полость 20 золотника 8, и далее через отверстие в крышке 19 в рабочую полость 12 пневмоцилиндра, в которой давление намного меньше. Сжатый воздух поступающий в полость 20 золотника 8, способствует его дальнейшему открытию (запаздыванию закрытия) благодаря тому, что давление воздуха в полости пружины 11 и внутри золотника 8 выравнивается только через некоторое время, в течении которого на золотник действует сила неуравновешенности от давления воздуха, направленная в туже сторону, что и сила инерции. После достижения заданного ускорения давление справа и слева от поршня выравнивается и пружина 11 закрывает золотник 11. При таком режиме торможения исключается отскок поршня 2 от воздействия воздуха сжатого в полости 6, поскольку излишек потенциальной энергии пневмоподушки передается в поршневую полость 12 пневмоцилиндра. При движении поршня 2 влево воздух в полость 6 поступает из подводящего отверстия 14 через обратный клапан 16, что сокращает период нарастания давления в полости 6 в момент трогания.
В полной версии статьи содержится 7 примеров различных вариантов конструкции тормозных устройств пневмоцилиндров (см. Рис. в таб.)
3 Самореверсирующиеся пневмоцилиндры
Конструкция самореверсирующегося пневмоцилиндра отличается тем, что в него встраивается дополнительное устройство, позволяющее в конце хода поршня в одну сторону осуществлять подачу сжатого воздуха в рабочую полость, которая была соединена с атмосферой, за счет чего автоматически (без использования дополнительной аппаратуры управления) обеспечивается движение поршня в обратную сторону.
Рис 17 Конструкция самореверсирующегося пневмоцилиндра оснащенного фиксатором управляющего клапана.
На Рис 17 показана конструкция самореверсирующегося пневмоцилиндра оснащенного фиксатором управляющего клапана. Он содержит корпус 1 с торцевыми крышками 2 и 3, имеющими отверстия 4 и 5 для подвода и отвода сжатого воздуха, поршень 6, выполненный за одно целое со штоком 7, которые образуют в корпусе 1 рабочие полости, штоковую 7 и поршневую 8, а также, управляющий клапан 11 с толкателем 12, подпружиненный пружиной 10, установленный в дополнительном поршне 17, подпружиненным пружиной 18, который расположен в центральном отверстии поршня 6. В крышке 3 установлен регулируемый упор 13, а в отверстии 5 – дроссельная игла 19. В поршне 6 расположено устройство фиксации управляющего клапана 11, выполненное в виде плунжера 14 с конусным толкателем 15, размещенного в радиально расположенном отверстии поршня, и имеющего возможность взаимодействия с толкателем 12 управляющего клапана, а его толкатель 15 имеет возможность взаимодействовать с подпружиненным толкателем 16, расположенным в продольном отверстии поршня 6. Для доступа сжатого воздуха из штоковой полости 8 к управляющему клапану 11 в штоке 7 выполнено наклонное отверстие 20.
Работает самореверсирующийся пневмоцилиндр следующим образом. Сжатый воздух через подводящее отверстие 4 подается в штоковую полость 8, в результате чего поршень 6 со штоком 7 перемещаются вправо до взаимодействия с упором 13, а через канал 20 сжатый воздух одновременно поступает к управляющему клапану 11. Во время движения поршня 6 вправо управляющий клапан 11 удерживается в закрытом состоянии пружиной 18. При остановке поршня 6 давление в штоковой полости 8 начинает расти и в определенный момент усилие, действующее на левый торец дополнительного поршня 17, сжимает пружину 18 и перемещает поршень 17 вправо до упора, а затем клапан 11, благодаря возросшему давлению сжатого воздуха, открывается, и также перемещается вправо вместе с толкателем 12, при этом последний выходит из контакта с плунжером 14, который, получая свободу, перемещается вниз и фиксирует клапан 11 в открытом положении. Открытие клапана 11 приводит к поступлению сжатого воздуха в поршневую полость 9 и выравниванию давления в обеих рабочих полостях, в результате чего под действием пружины 18 дополнительный поршень 17 возвращается в левое исходное положение, при этом, клапан 11 находится в открытом положении, поскольку его толкатель 12 заперт плунжером 14 и сжатый воздух продолжает поступать в поршневую полость 9. Поступающий в поршневую полость 9 поток сжатого воздуха, благодаря наличию дроссельной иглы 19, превышает поток воздуха сбрасываемого в атмосферу через отверстие 5 в крышке 3, а в силу разницы площадей поршня 6 со стороны правого и левого торцев, он начинает двигаться влево и его движение продолжается до упора цилиндрического выступа толкателя 16 в крышку 2. Это приводит к смещению толкателя 16 вправо, который при этом преодолевает усилие прижимающий его пружины, и своей конусной поверхностью взаимодействуя с ответной поверхностью толкателя 15, поднимает вверх плунжер 14, который также преодолевает усилие соответствующей пружины. Это приводит к освобождению толкателя 12 управляющего клапана 11, который при этом под действием пружины 18 входит в ступенчатую проточку плунжера 14, и таким образом возвращается в исходное левое положение, перекрывая поток сжатого воздуха, поступающий из штоковой полости 8 в поршневую полость 9. После этого под действием давления сжатого воздуха в штоковой полости 8 поршень 6 начинает двигаться вправо и цикл работы пневмоцилиндра повторяется.
В полной версии статьи содержится 7 примеров различных вариантов конструкции самореверсирующихся пневмоцилиндров (см. Рис. в таб.)
4 Пневмоцилиндры с изменяемой величиной хода штока
При использовании пневмоцилиндра в качестве привода механизма выходное звено которого в процессен работы должно совершать различную величину перемещения возникает необходимость изменения величины перемещения штока пневмоцилиндра, как в ручном, так и в механизированном режиме, что требует введения в конструкцию пневмцилиндра дополнительных элементов. Рассмотрим варианты конструкции пневмоцилиндров с регулируемым ходом штока.
Рис. 37 Конструкция пневмоцилиндра с регулируемой величиной хода штока
На Рис 37 показана конструкция пневмоцилиндра с регулируемой величиной хода штока, Он содержит корпус 1, поршень 2 со штоком 3, который выполнен со сквозным отверстием 4 и двумя продольными пазами 5, ходовой винт 10 с ходовой гайкой 12, снабженной двумя шпонками 13, гайку 14, установленную с торца поршня 2, а также крышки 6 и 7. Ходовой винт 10 зафиксирован от осевого перемещения в крышке 6 с одной стороны за счет наличия в нем упорного бурта, а с другой стопорным винтом 11. Шток 3 соединен посредствам резьбового соединения с проушиной 8, которая снабжена упорной втулкой 9, и герметично закрывает его внутреннюю полость с размещенными там ходовым винтом 10 и гайкой 12. Подача сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра осуществляется через отверстие 15 в крышке 6, а в штоковую полость через отверстие 16 в корпусе 1. При подаче сжатого воздуха через отверстие 15 поршень 2 начинает перемещаться и останавливается, когда гайка 14 упрется в торец ходовой гайки 12. Обратный ход поршня осуществляется при подаче сжатого воздуха в штоковую полость пневмооцилиндра через отверстие 16. Регулировка величины хода поршня 2 осуществляется вращением ходового винта 10, при этом гайка 12, зафиксированная от поворота шпонками 13 размещенными в пазах 5 штока 3 поступательно перемещается, удаляясь или приближаясь к гайке 14 и тем самым изменяя ход поршня 2.
В данном разделе полной версии статьи содержится 6 примеров конструктивного исполнения пневмоцилиндров с
изменяемой величиной хода штока
5 Дискретные пневмоцилиндры
В общем случае дискретный пневмоцилиндр состоит из корпуса, в котором последовательно установлены зацепляющиеся друг с другом поршни, образующие в корпусе пневмоцилиндра поршневые полости, при этом последний поршень имеет шток, который соединяется с ведущим звеном приводимого механизма, и образует внутри корпуса пневмоцилиндра штоковую полость. Для получения требуемой величины хода штока последнего поршня (последний поршень имеет максимальную величину хода) в одни поршневые полости пневмоцилиндра подается сжатый воздух, а из других воздух сбрасывается в атмосферу, при этом в штоковую полость постоянно подается сжатый воздух. Подача сжатого воздуха в рабочие полости дискретного пневмоцилиндра осуществляется системой воздухораспределителей с электромагнитным управлением в количестве равном k + 1 (где k – количество поршней). Управление дискретным пневмоцилиндром осуществляется программируемым контроллером, который для получения требуемой величины хода штока дискретного пневмоцилиндра в заданной последовательности включает соответствующие электромагниты, управляющие работой воздухораспределителей.
Рис. 43. Принципиальная пневмосхема многопозиционного пневмоцилиндра
Рассмотрим принцип работы дискретного пневмоцилиндра, принципиальная схема которого показана на Рис 43. Он содержит корпус 1 с крышками 2 и 3 в котором установлены поршни 4,5, 6, образующие рабочие полости полость А, Б, В, и возврвтную полость Г. Поршень 6 выполнен за одно целое со штоком 7, который имеет восемь положений (0 – 7). При этом ход каждого последующего поршня больше предыдущего в два раза: S1 = S, S2 = 2S, S3 = 3S, S4 = 4S. Управление многопозиционным дискретным пневмоцилиндром осуществляется воздухораспределителями ВР1 – ВР4.
Работает многопозиционный пневмоцилиндр следующим образом. В исходном положении сжатый воздух постоянно подается в возвратную полость Г, при этом шток 7 находится в положении (0). Для перемещения штока на величину S, включается воздухораспределитель ВР1 и сжатый воздух подается в полость А, при этом при включенном воздухорапределителе ВР4, полость Г остается под давлением сжатого воздуха. Ввиду того, что площадь поверхности поршня 4 со стороны полости А больше площади поршня 6 со стороны полости Г поршень 6 со своим штоком 7 перемещается влево на величину S и занимает позицию (1). Для перемещения поршня 6 со штоком 7 в позицию (2) включается воздухораспределитель ВР2 и сжатый воздух подается в полость Б, а воздухораспределитель ВР1выключается, при этом, воздухораспределитель ВР4 остается включенным. Для перемещения в позицию (3) и совершении хода 2S, при включенном воздухораспределителе ВР4 включается воздухораспределители ВР1и ВР2 и сжатый воздух подается в полости А, Б и Г. Для перемещения в позицию (4) при включенном воздухораспределителе ВР4 включается воздухораспределитель ВР3 и сжатый воздух подается в полости В и Г. Для перемещения в позицию (5), при включенном воздухораспределителе ВР4 включается воздухораспределители ВР3 и ВР1 при этом сжатый воздух подается в полости А, В и Г. Для перемещения в позицию (6) при включенном воздухораспределителе ВР4 включается воздухораспределители ВР2 и ВР3 и сжатый воздух подается в полости Б, В и Г. Для перемещения в позицию (7) и совершении хода 4S, при включенном воздухораспределителе ВР4 включается воздухораспределители ВР1, ВР2 и ВР3 при этом сжатый воздух подается в полости А, Б, В и Г. Для возврата штока 7 в исходное положение (0) воздухораспределители ВР1 – ВР3 выключаются, при включенном воздухораспределителе ВР4, в результате чего воздух из рабочих полостей А, Б, и В сбрасывается в атмосферу, а в возвратную полость Г подается сжатый воздух и шток 7 перемещается вправо до упора в крышку 3 пневмоцилиндра.
В полной версии статьи содержится 4 примера различных вариантов конструкции многопозиционных пневмоцилиндров (см. Рис. в таб.)
6 Пневмоцилиндры с дополнительным вращением штока
В настоящее время производители пневмоцилиндров предлагают их широкую номенклатуру, что дает возможность при проектировании решать широкий спектр задач достаточно простыми методами. Но в ряде случаев, при создании новых оригинальных машин и технологического оборудования возникает необходимость применения пневмоцилиндров позволяющих выполнять не только выдвижение штока, но и его поворот на некоторый угол или даже обеспечивать его постоянное вращение в течении длительного времени. Рассмотрим примеры конструктивного выполнения таких пневмоцилиндров.
Рис 47 Конструкция пневмоцилиндра, оснащенного
вращающимся валом внутри штока
На Рис 47 показана конструкция пневмоцилиндра, полый шток которого снабжен валом совершающим вместе со штоком поступательное перемещение и дополнительное вращение. Он содержит корпус 1 с крышкой 2, которая крепится на базовой плите 3 посредствам винтов 4, а также поршень 5, соединенный винтами 7 с полым штоком 6, в центральном отверстии которого на подшипниках 10 и 11 установлен полый вал 8 с фигурным пазом 9, зафиксированный в осевом направлении стопорным кольцом 12. В отверстии полого вала 8 расположена штанга 13, выступающий конец которой жестко соединен с корпусом 1 посредствам штифта 14, при этом на противоположном конце штанги 13 закреплен палец 15 контактирующий с боковой поверхностью винтового паза 9.
Работает пневмоцилиндр следующим образом. При поступлении сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра поршень 5 со штоком перемещаются влево. В начале хода палец 5 контактирует с прямолинейным участком паза 9, поэтому вал 8 поступательно перемещается вместе со штоком 6. В процессе движения поршня 5 палец 15 начинает контактировать с винтовым участком паза 9, что приводит к тому, что вал 8 вместе с поступательным движением осуществляет поворот, величина которого определяется формой и длиной винтового участка паза 9 (до 360 град. и более). В конце хода поршня 5 винтовой паз 9 имеет второй прямолинейный участок, в результате чего вал 8 снова перемешается вместе со штоком 6 только поступательно. При подаче сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра, шток 6 и вал 8 совершают движение в обратной последовательности.
В данном разделе полной версии статьи содержится 5 примеров конструктивного исполнения пневмоцилиндров с
дополнительным вращением штока
7 Специальные пневмоцилиндры
При создании новых оригинальных технических решений для выполнения техниче-ких требований и ограничений задачи на проектирование разработчику необходимо создавать специальные пневмоцилиндры, конструкция которых, за счет ведения дополнительных элементов, существенным образом отличается от серийно выпускаемых пневмоцилиндров. Специальные пневмоцилиндры создаются для решения следующих задач:
− увеличения хода штока без изменения длины корпуса,
− увеличение усилия на штоке без увеличения диаметра поршня,
− создание ударных усилия на штоке,
− осуществлять следящее движение штока
При этом, такие пневмоцилиндры несмотря на то, что они обладают дополнительными свойствами, позволяющими успешно решать задачу на проектирование, как правило, имеют очень узкую специфическую область применения, в том числе и за счет усложнения конструкции, которая неизменно имеет место за счет введения дополнительных конструктивных элементов. Рассмотрим несколько примеров конструктивного исполнения таких пневмоцилиндров.
Для перемещения выходного звена механизма на значительное расстояние в ограниченном пространстве применяются телескопические пневмоцилиндры, конструкция такого пневмоцилиндра показана кна Рис 52
Рис 52 Конструкция телескопического пневмоцилиндра
Он содержит размещенные в шарнирно установленном корпусе 1 с отверстиями для подвода сжатого воздуха 2 и 3 поршни10 выполненные за одно целое с телескопическими штоками 4, 5, 6, на концах которых выполнены радиусные проточки 7 и радиальные отверстия 8 для подвода сжатого воздуха, а также стопорные кольца 9, определяющие последовательность втягивания штоков. Поршни 10 уплотняются посредствам резиновых колец 11 и фторопластовых манжет 12, а штоки 4 – 6 уплотняются резиновыми кольцами 13 и фторопластовыми манжетами 14, которые установлены в канавках 15 днищ 16.
Работает телескопический пневмоцилиндлр следующим образом. При подаче сжато-го воздуха через отверстие 2 в поршневую полость пневмоцилинлдра и сбросу в атмосфе-ру из его штоковых полостей через отверстие 3, поршни 10 вместе со штоками 4 – 6 выдвигаются и перемещают ведущее звено приводимого механизма в крайне правое положение. Для втягивания штоков сжатый воздух подается в штоковую полость а пневмоцилиндра через отверстие 3 и сбрасывается в атмосферу через отверстие 2. В результате это-го шток 4 начинает втягиваться и при этом перемещается вместе со штоками 5 и 6, которые находятся в выдвинутом положении. В конце возвратного хода поршня 10 со штоком 4 сжатый воздух через его радиусную канавку 7 и радиальные отверстия 8 начинает по-ступать в штоковую полость б, что приводит к втягиванию штока 5, а в конце его хода сжатый воздух через его радиусную канавку 7 и радиальные отверстия 8 начинает поступать в штоковую полость в, что приводит к втягиванию штока 6 и возврату всех штоков телескопического пневмоцилиндра в исходное положение.
В данном разделе полной версии статьи содержится 5 примеров конструктивного исполнения специальных пневмоцилиндров
8 Примеры использования пневмоцилиндров в качестве привода.
Пневмоцилиндры находят широкое применение в технологической оснастке и нестандартном оборудовании, где используется в качестве привода, как исполнительных механизмов, так и для привода зажимных и транспортирующих механизмов, которые работают с продолжительными остановками, всвязи с чем, выполнить их привод используя только механизмы и передачи затруднительно. При этом, пневмоцилиндры и пневмокамеры обычно используются совместно с рычажными или клиновыми механизмами, а пневмоповоротники совместно с зубчатыми передачами. При этом, шток пневмоцилиндлра может непосредственно контактировать с ведущим звеном механизма, например с поступательно перемещающимся ползуном.
Рис. 38. Привод настольного пневматического пресса для армирования
проводов контактами
Примером пневматического привода может служить привод настольного пневматического пресса для армирования проводов контактами (см. Рис. 38). Он состоит их тандемного пневмоцилиндра 1, шток которого 2 соединен с ползуном 3 пресса, поступательно перемещающимся посредствам цилиндриченских направляющих 4 в вертикальном направлении. В данном случае тандемный пневмоцилиндр используется для увеличения усилия пресса. Управляется пневмоцилиндр воздухораспределителем, расположенным в пневмошкафу пресса. Рассмотрим примеры конструктивного исполнения механизмов приводимых
пневмоцилиндрами.
Рис 39 Конструкция механизма для подгибки и зажима базовой детали собираемого узла с пневмомеханическим приводом.
На Рис 39 показана конструкция механизма сборочного полуавтомат для подгибки и зажима базовой детали собираемого узла (стяжки хомута), имеющего пневмомеханический привод. Он состоит из пневмоцилтиндра 1, установленного посредствам проставки 2 на заднем торце центральной оси 4 и своим штоком 2 через талреп 6 и тягу 7 посредствам оси 9, шарнирно соединен с прижимным рычагом 10, который на оси 11 установлен на центральной оси 4. При этом прижимной рычаг 10 расположен в наклонном пазу гибочной оправки 12 также закрепленной на центральной оси 4 и являющейся базовым элементом для установки собираемых деталей и прежде всего стяжки хомута, завивка которой осуществляется гибочным роликом 17 при его обкатке вокруг гибочной оправки 10, которая осуществляется за счет поворота планшайбы 16 закрепленной на торце зубчатого блока 15, который на подшипниках скольжения 14 установлен на центральной оси 4.
Работает механизм следующим образом. В исходном положении шток 2 пневмоцилиндра 1 выдвинут, а прижимной рычаг 10 находится в положении показанном на Рис 1. При подаче сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра 1 его шток втягивается и через тягу 7 прижимной рычаг 10 по часовой стрелке, в результате чего производится подгибка конца и прижим стяжки собираемого хомута к гибочной оправке. 12 В процессе дальнейшей сборки изделия (хомута) происходит освобождение зажатого конца стяжки, для этого сжатый воздух подается в поршневую полость пневмоцилиндра 1, его шток 2 выдвигается и через тягу 7 поворачивает прижимной рычаг 10 против часовой стрелки.
В данном разделе полной версии статьи содержится 10 примеров
использования пневмоцилиндров в составе привода.
9 Соединительные трубки и фитинги для подвода
воздуха к пневмоцилиндру
В качестве трубопроводов для соединения пневмоцилиндра расположенного на машине с пневмопанелью управления используются поливинилхлоридные, рилсановые, или полиэтиленовые трубки, характеристики которых приведены в таб.1.
Для соединения трубок с пневмодвигателями и пневмоаппаратами управления используются фитинги, конструкция которых обеспечивает их простое, быстрое и герме-тичное соединение и рассоединение. Наиболее часто применяемые фитинги фирмы «КАМОZZI» приведены в таб. 2 (поз.1 – 8)
В ряде случаев в отверстия для подвода сжатого воздуха в рабочие полости пневмоцилиндра могут встраиваться дополнительные устройства (превмоаппараты), обеспечивающие требуемый режим его работы, это например пневмодросель с обратным клапаном (см таб. 2 поз. 9), или клапан быстрого выхлопа (таб. 2 поз. 10).
В данном разделе полной версии статьи приведен пример подвода сжатого воздуха в рабочие камеры исполнительного пневмоцилиндра настольного пресса с использованием гибких трубок и фитингов
Рис 50 Подвод сжатого воздуха в рабочие полости тандемного пневмоцилиндра привода настольного пресса для армирования провода контактами.
10 Расчет пневмоцилиндров.
При проектировании пневмоцилиндра основным расчетным параметром является развиваемое им усилие. Если пневмоцилиндр использоваться в составе высокоскоростного механизма, работающего в непрерывном автоматическом режиме, то в этом случае его скорость определяет производительность работы агрегата в целом. Поэтому параметры такого пневмоцилиндра выбираются не только в зависимости от развиваемого усилия, но и от времени перемещения штока. При использовании покупных пневмоцилиндров их диаметр поршня в зависимости от развиваемого усилие на штоке выбираются из таблиц, которые обязательно приводятся в каталоге фирмы производителя.
В данном разделе полной версии статьи содержится формулы для
расчеты усилия пневмоцилиндров различного типа, а также
формулы для упрощенного расчета времени
перемещения штока пневумоцилиндра
ЛИТЕРАТУРА
1. Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков Л.: Машиностроение 1975
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя т. 3 М.: Машиностроение 1979
3. Игнатьев Н. П. Основы проектирования учебно – методическое пособие часть 2 Методика проектирования механизмов и систем Азов 2011г
4. Каталог пневмооборудования фирмы «CAMOZZI»
5. Косов Н. П. Станочные приспособления для деталей сложной формы. М.: Маши-ностроение 1973
Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину.
